半導体業界

課題と背景：製品の微細化と多品種化により、目視検査が限界に

半導体基板の品質検査では、作業者が拡大鏡を使用し、基板表面の傷や異物、欠けなどを目視で確認していました。

しかし、半導体製品の高性能化に伴って基板や部品が微細化し、検査対象となる欠陥も人の目では判別しにくいほど小さくなっていました。

さらに、製品の多品種化によって、品種ごとに異なる検査項目や判定基準を定めた検査レシピが増加。作業者は製品を切り替えるたびに、それぞれの基準を正確に把握し、複雑な条件に沿って検査する必要がありました。

熟練した作業者であっても、長時間にわたって微細な箇所を確認し続けると、集中力や疲労の影響を受けます。そのため、検査担当者によって判定に差が生じたり、微細な欠陥を見落としたりするリスクを完全に排除することは困難でした。

高い検査品質を維持しながら、増え続ける製品や検査レシピへ迅速に対応できる検査体制の構築が求められていました。

竜製作所が提案したのは、AI画像解析技術を活用し、半導体基板の微細な欠陥を自動で判定する高精度外観検査機です。

高精度な撮像機器によって基板表面を撮影し、取得した画像を解析することで、傷や異物、欠け、形状の異常などを自動で検出します。

人の目では判別が難しいサブミクロン単位の微細な欠陥にも対応し、あらかじめ設定した判定基準に基づいて、高速かつ高精度な検査を行える仕組みを構築しました。

また、多品種化によって増加した複雑な検査レシピにも対応できるよう、製品ごとに撮像条件や検査箇所、判定基準を設定できる仕様としています。

対象製品を切り替える際は、登録済みの検査レシピを選択することで、製品ごとの条件に合わせた検査を速やかに開始できます。

実際の基板形状や検査対象、欠陥の種類、求められる検査精度、生産ラインの処理能力を踏まえ、現場の品質基準と運用方法に適した専用装置として設計しました。

高精度外観検査機の導入により、作業者の経験や集中力に左右されていた検査工程を自動化し、一定の判定基準に基づく安定した検査が可能になりました。

目視では見落とす可能性があった微細な欠陥も高精度に検出できるようになり、検査品質の向上と均一化を実現しています。

また、製品ごとの検査条件をレシピとして登録・切り替えられるため、品種変更のたびに作業者が複雑な判定基準を確認する負担が軽減されました。

新しい製品や検査項目が追加された場合にも、検査レシピを設定することで柔軟に対応でき、検査準備や品種切り替えにかかる時間を短縮しています。

高速な画像解析によって検査工程の処理速度も向上し、検査待ちによる製造ラインの停滞を抑えられるようになりました。

検査精度の向上だけでなく、作業の標準化、検査時間の短縮、見落としリスクの低減、多品種生産への対応力強化を実現し、半導体製造に求められる高度な品質保証体制の構築に貢献しました。